定性推論を利用したシミュレーション学習支援システムの開発と評価

振り子の衝突現象を題材にして

抄録

学習者の主体的な探究活動を支援するには，学習者が予測・推論してたてた仮説の検証，データの測定・記録，学習者が見出した振る舞いの規則性の評価といった活動に対する支援が必要である．コンピュータを利用した学習において，学習者の系の振る舞いについての定性的な理解を支援 するためには，システム自身が問題を理解し，系の振る舞いについて説明できなければならない．そこで，本研究では，振り子の衝突現象を題材として，定性的な説明を与えられる定性推論技術 を組み込むことによって，学習者の予測・推論してたてた仮説の検証を支援する相互作用学習環境型のシミュレーション学習支援システムを構築する．特に，定性推論技術の中でも，系の可能な振る舞いの予測や，パラメータ間の因果関係が予測可能である定性シミュレーション，比較解析の技術を用いる．さらに，本システムを利用した教育実践を試み，本システムの教育的効果について考察する．